<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width">
<meta name="theme-color" content="#222"><meta name="generator" content="Hexo 6.3.0">

  <link rel="apple-touch-icon" sizes="180x180" href="/images/apple-touch-icon-next.png">
  <link rel="icon" type="image/png" sizes="32x32" href="/images/favicon-32x32-next.png">
  <link rel="icon" type="image/png" sizes="16x16" href="/images/favicon-16x16-next.png">
  <link rel="mask-icon" href="/images/logo.svg" color="#222">

<link rel="stylesheet" href="/css/main.css">



<link rel="stylesheet" href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/font-awesome/6.2.0/css/all.min.css" integrity="sha256-AbA177XfpSnFEvgpYu1jMygiLabzPCJCRIBtR5jGc0k=" crossorigin="anonymous">
  <link rel="stylesheet" href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/animate.css/3.1.1/animate.min.css" integrity="sha256-PR7ttpcvz8qrF57fur/yAx1qXMFJeJFiA6pSzWi0OIE=" crossorigin="anonymous">

<script class="next-config" data-name="main" type="application/json">{"hostname":"fengxun2017.github.io","root":"/","images":"/images","scheme":"Muse","darkmode":false,"version":"8.13.2","exturl":false,"sidebar":{"position":"right","display":"hide","padding":18,"offset":12},"copycode":{"enable":false,"style":null},"bookmark":{"enable":false,"color":"#222","save":"auto"},"mediumzoom":false,"lazyload":false,"pangu":false,"comments":{"style":"tabs","active":null,"storage":true,"lazyload":false,"nav":null},"stickytabs":false,"motion":{"enable":true,"async":false,"transition":{"post_block":"fadeIn","post_header":"fadeInDown","post_body":"fadeInDown","coll_header":"fadeInLeft","sidebar":"fadeInUp"}},"prism":false,"i18n":{"placeholder":"搜索...","empty":"没有找到任何搜索结果：${query}","hits_time":"找到 ${hits} 个搜索结果（用时 ${time} 毫秒）","hits":"找到 ${hits} 个搜索结果"}}</script><script src="/js/config.js"></script>

    <meta name="description" content="FreeRTOS内核为了方便任务的调度和管理，创建了不同优先级的就绪任务队列，以及其它状态任务队列。通过将任务挂在不同的队列上，实现对任务的状态管理和调度。">
<meta property="og:type" content="article">
<meta property="og:title" content="FreeRTOS的任务调度和管理">
<meta property="og:url" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/index.html">
<meta property="og:site_name" content="fx">
<meta property="og:description" content="FreeRTOS内核为了方便任务的调度和管理，创建了不同优先级的就绪任务队列，以及其它状态任务队列。通过将任务挂在不同的队列上，实现对任务的状态管理和调度。">
<meta property="og:locale" content="zh_CN">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/task-status.jpg">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/wait-delete.png">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/suspended-queue.jpg">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/ready-queue.jpg">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/delayed-queue.jpg">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/resource-internal-queue-a.png">
<meta property="og:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/resource-internal-queue-b.png">
<meta property="article:published_time" content="2022-10-31T16:00:00.000Z">
<meta property="article:modified_time" content="2023-02-09T16:11:59.997Z">
<meta property="article:author" content="feng xun">
<meta name="twitter:card" content="summary">
<meta name="twitter:image" content="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/task-status.jpg">


<link rel="canonical" href="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/">



<script class="next-config" data-name="page" type="application/json">{"sidebar":"","isHome":false,"isPost":true,"lang":"zh-CN","comments":true,"permalink":"http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/","path":"2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/","title":"FreeRTOS的任务调度和管理"}</script>

<script class="next-config" data-name="calendar" type="application/json">""</script>
<title>FreeRTOS的任务调度和管理 | fx</title>
  






  <script async defer data-website-id="" src=""></script>

  <script defer data-domain="" src=""></script>

  <noscript>
    <link rel="stylesheet" href="/css/noscript.css">
  </noscript>
  <a target="_blank" rel="noopener" href="https://github.com/fengxun2017" class="github-corner" aria-label="View source on GitHub"><svg width="80" height="80" viewBox="0 0 250 250" style="fill:#70B7FD; color:#fff; position: absolute; top: 0; border: 0; right: 0;" aria-hidden="true"><path d="M0,0 L115,115 L130,115 L142,142 L250,250 L250,0 Z"></path><path d="M128.3,109.0 C113.8,99.7 119.0,89.6 119.0,89.6 C122.0,82.7 120.5,78.6 120.5,78.6 C119.2,72.0 123.4,76.3 123.4,76.3 C127.3,80.9 125.5,87.3 125.5,87.3 C122.9,97.6 130.6,101.9 134.4,103.2" fill="currentColor" style="transform-origin: 130px 106px;" class="octo-arm"></path><path d="M115.0,115.0 C114.9,115.1 118.7,116.5 119.8,115.4 L133.7,101.6 C136.9,99.2 139.9,98.4 142.2,98.6 C133.8,88.0 127.5,74.4 143.8,58.0 C148.5,53.4 154.0,51.2 159.7,51.0 C160.3,49.4 163.2,43.6 171.4,40.1 C171.4,40.1 176.1,42.5 178.8,56.2 C183.1,58.6 187.2,61.8 190.9,65.4 C194.5,69.0 197.7,73.2 200.1,77.6 C213.8,80.2 216.3,84.9 216.3,84.9 C212.7,93.1 206.9,96.0 205.4,96.6 C205.1,102.4 203.0,107.8 198.3,112.5 C181.9,128.9 168.3,122.5 157.7,114.1 C157.9,116.9 156.7,120.9 152.7,124.9 L141.0,136.5 C139.8,137.7 141.6,141.9 141.8,141.8 Z" fill="currentColor" class="octo-body"></path></svg></a><style>.github-corner:hover .octo-arm{animation:octocat-wave 560ms ease-in-out}@keyframes octocat-wave{0%,100%{transform:rotate(0)}20%,60%{transform:rotate(-25deg)}40%,80%{transform:rotate(10deg)}}@media (max-width:500px){.github-corner:hover .octo-arm{animation:none}.github-corner .octo-arm{animation:octocat-wave 560ms ease-in-out}}</style>
</head>

<body itemscope itemtype="http://schema.org/WebPage" class="use-motion">
  <div class="headband"></div>

  <main class="main">
    <header class="header" itemscope itemtype="http://schema.org/WPHeader">
      <div class="header-inner"><div class="site-brand-container">
  <div class="site-nav-toggle">
    <div class="toggle" aria-label="切换导航栏" role="button">
        <span class="toggle-line"></span>
        <span class="toggle-line"></span>
        <span class="toggle-line"></span>
    </div>
  </div>

  <div class="site-meta">

    <a href="/" class="brand" rel="start">
      <i class="logo-line"></i>
      <p class="site-title">fx</p>
      <i class="logo-line"></i>
    </a>
      <p class="site-subtitle" itemprop="description">FreeRTOS交流QQ群-663806972 BLE学习交流群-498676838</p>
  </div>

  <div class="site-nav-right">
    <div class="toggle popup-trigger">
    </div>
  </div>
</div>



<nav class="site-nav">
  <ul class="main-menu menu"><li class="menu-item menu-item-home"><a href="/" rel="section"><i class="fa fa-home fa-fw"></i>首页</a></li><li class="menu-item menu-item-categories"><a href="/categories/" rel="section"><i class="fa fa-th fa-fw"></i>分类</a></li>
  </ul>
</nav>




</div>
        
  
  <div class="toggle sidebar-toggle" role="button">
    <span class="toggle-line"></span>
    <span class="toggle-line"></span>
    <span class="toggle-line"></span>
  </div>

  <aside class="sidebar">

    <div class="sidebar-inner sidebar-nav-active sidebar-toc-active">
      <ul class="sidebar-nav">
        <li class="sidebar-nav-toc">
          文章目录
        </li>
        <li class="sidebar-nav-overview">
          站点概览
        </li>
      </ul>

      <div class="sidebar-panel-container">
        <!--noindex-->
        <div class="post-toc-wrap sidebar-panel">
            <div class="post-toc animated"><ol class="nav"><li class="nav-item nav-level-4"><a class="nav-link" href="#%E4%BD%95%E4%B8%BA%E6%8A%A2%E5%8D%A0%E5%BC%8F%E8%B0%83%E5%BA%A6%EF%BC%9A"><span class="nav-number">1.</span> <span class="nav-text">何为抢占式调度：</span></a></li><li class="nav-item nav-level-4"><a class="nav-link" href="#FreeRTOS%E7%9A%84%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E7%8A%B6%E6%80%81%E7%9A%84%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E9%80%BB%E8%BE%91%EF%BC%9A"><span class="nav-number">2.</span> <span class="nav-text">FreeRTOS的任务状态的转换逻辑：</span></a></li><li class="nav-item nav-level-4"><a class="nav-link" href="#FreeRTOS%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E7%8A%B6%E6%80%81%E5%9C%A8%E5%86%85%E6%A0%B8%E4%B8%8A%E7%9A%84%E5%AE%9E%E9%99%85%E5%AE%9E%E7%8E%B0"><span class="nav-number">3.</span> <span class="nav-text">FreeRTOS任务状态在内核上的实际实现</span></a><ol class="nav-child"><li class="nav-item nav-level-5"><a class="nav-link" href="#%E7%AD%89%E5%BE%85%E5%88%A0%E9%99%A4%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E9%98%9F%E5%88%97"><span class="nav-number">3.1.</span> <span class="nav-text">等待删除任务队列:</span></a></li><li class="nav-item nav-level-5"><a class="nav-link" href="#%E6%8C%82%E8%B5%B7%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E9%98%9F%E5%88%97"><span class="nav-number">3.2.</span> <span class="nav-text">挂起任务队列:</span></a></li><li class="nav-item nav-level-5"><a class="nav-link" href="#%E5%B0%B1%E7%BB%AA%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E9%98%9F%E5%88%97%EF%BC%9A"><span class="nav-number">3.3.</span> <span class="nav-text">就绪任务队列：</span></a></li><li class="nav-item nav-level-5"><a class="nav-link" href="#%E5%BB%B6%E8%BF%9F%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E9%98%9F%E5%88%97%EF%BC%9A"><span class="nav-number">3.4.</span> <span class="nav-text">延迟任务队列：</span></a></li><li class="nav-item nav-level-5"><a class="nav-link" href="#%E8%B5%84%E6%BA%90%E5%86%85%E9%83%A8%E7%BB%B4%E6%8A%A4%E7%9A%84%E4%BB%BB%E5%8A%A1%E9%98%9F%E5%88%97%EF%BC%9A"><span class="nav-number">3.5.</span> <span class="nav-text">资源内部维护的任务队列：</span></a></li></ol></li></ol></div>
        </div>
        <!--/noindex-->

        <div class="site-overview-wrap sidebar-panel">
          <div class="site-author site-overview-item animated" itemprop="author" itemscope itemtype="http://schema.org/Person">
  <p class="site-author-name" itemprop="name">feng xun</p>
  <div class="site-description" itemprop="description">FreeRTOS交流QQ群-663806972 BLE学习交流群-498676838</div>
</div>
<div class="site-state-wrap site-overview-item animated">
  <nav class="site-state">
      <div class="site-state-item site-state-posts">
        <a href="/archives/">
          <span class="site-state-item-count">96</span>
          <span class="site-state-item-name">日志</span>
        </a>
      </div>
      <div class="site-state-item site-state-categories">
          <a href="/categories/">
        <span class="site-state-item-count">16</span>
        <span class="site-state-item-name">分类</span></a>
      </div>
  </nav>
</div>
  <div class="cc-license site-overview-item animated" itemprop="license">
    <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.zh" class="cc-opacity" rel="noopener" target="_blank"><img src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/creativecommons-vocabulary/2020.11.3/assets/license_badges/small/by_nc_sa.svg" alt="Creative Commons"></a>
  </div>



        </div>
      </div>
    </div>
  </aside>
  <div class="sidebar-dimmer"></div>


    </header>

    
  <div class="back-to-top" role="button" aria-label="返回顶部">
    <i class="fa fa-arrow-up"></i>
    <span>0%</span>
  </div>

<noscript>
  <div class="noscript-warning">Theme NexT works best with JavaScript enabled</div>
</noscript>


    <div class="main-inner post posts-expand">


  


<div class="post-block">
  
  

  <article itemscope itemtype="http://schema.org/Article" class="post-content" lang="zh-CN">
    <link itemprop="mainEntityOfPage" href="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/">

    <span hidden itemprop="author" itemscope itemtype="http://schema.org/Person">
      <meta itemprop="image" content="/images/avatar.gif">
      <meta itemprop="name" content="feng xun">
    </span>

    <span hidden itemprop="publisher" itemscope itemtype="http://schema.org/Organization">
      <meta itemprop="name" content="fx">
      <meta itemprop="description" content="FreeRTOS交流QQ群-663806972 BLE学习交流群-498676838">
    </span>

    <span hidden itemprop="post" itemscope itemtype="http://schema.org/CreativeWork">
      <meta itemprop="name" content="FreeRTOS的任务调度和管理 | fx">
      <meta itemprop="description" content="">
    </span>
      <header class="post-header">
        <h1 class="post-title" itemprop="name headline">
          FreeRTOS的任务调度和管理
        </h1>

        <div class="post-meta-container">
          <div class="post-meta">
    <span class="post-meta-item">
      <span class="post-meta-item-icon">
        <i class="far fa-calendar"></i>
      </span>
      <span class="post-meta-item-text">发表于</span>

      <time title="创建时间：2022-11-01 00:00:00" itemprop="dateCreated datePublished" datetime="2022-11-01T00:00:00+08:00">2022-11-01</time>
    </span>
    <span class="post-meta-item">
      <span class="post-meta-item-icon">
        <i class="far fa-folder"></i>
      </span>
      <span class="post-meta-item-text">分类于</span>
        <span itemprop="about" itemscope itemtype="http://schema.org/Thing">
          <a href="/categories/FreeRTOS/" itemprop="url" rel="index"><span itemprop="name">FreeRTOS</span></a>
        </span>
    </span>

  
    <span class="post-meta-break"></span>
    <span class="post-meta-item" title="本文字数">
      <span class="post-meta-item-icon">
        <i class="far fa-file-word"></i>
      </span>
      <span class="post-meta-item-text">本文字数：</span>
      <span>5k</span>
    </span>
    <span class="post-meta-item" title="阅读时长">
      <span class="post-meta-item-icon">
        <i class="far fa-clock"></i>
      </span>
      <span class="post-meta-item-text">阅读时长 &asymp;</span>
      <span>6 分钟</span>
    </span>
</div>

        </div>
      </header>

    
    
    
    <div class="post-body" itemprop="articleBody">
        <center>
FreeRTOS内核为了方便任务的调度和管理，创建了不同优先级的就绪任务队列，以及其它状态任务队列。通过将任务挂在不同的队列上，实现对任务的状态管理和调度。
</center>

<span id="more"></span>

<hr>
<h4 id="何为抢占式调度："><a href="#何为抢占式调度：" class="headerlink" title="何为抢占式调度："></a>何为抢占式调度：</h4><p>基于FreeRTOS的嵌入式应用，基本上都会打开<strong>抢占</strong>配置开关。即<code>FreeRTOSConfig.h</code>文件中的:<br><code>#define configUSE_PREEMPTION		1 </code><br>开启该配置后，FreeRTOS的任务调度即为：<strong>基于优先级的抢占式调度</strong>。即任何时候，系统运行的都是当前所有处于<strong>就绪状态</strong>的任务中，优先级最高的那个任务。系统允许的优先级个数也是在<code>FreeRTOSConfig.h</code>文件，例如：<br><code>#define configMAX_PRIORITIES		( 5 )</code><br><strong>备注</strong>：创建任务时，可以设置的优先级范围是：[0, configMAX_PRIORITIES-1]</p>
<br>

<p>下面是一些<strong>高优先级任务抢占低优先级任务</strong>的例子：</p>
<ul>
<li><p>main函数中，创建了优先级为3的任务A，和优先级为2的任务B，优先级为1的任务C。当调用<code>vTaskStartScheduler()</code>启动任务调度后，任务A会先运行，即<strong>优先级高的先运行</strong>。其它任务则处于就绪态，等待运行。</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">任务A</th>
<th align="center">任务B</th>
<th align="center">任务C</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td align="center">优先级：3</td>
<td align="center">优先级：2</td>
<td align="center">优先级：1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center"><strong>运行状态</strong></td>
<td align="center">就绪状态</td>
<td align="center">就绪状态</td>
</tr>
</tbody></table>
</li>
<li><p>只要任务A在执行实际的运算，内核就会让它一直运行，任务B和C就处于<strong>就绪状态</strong>(等待被调度)。<br>  如果任务A调用了休眠函数<code>vTaskDelay(1秒)</code>，或者其它会导致任务需要等待的函数(如获取一个已经被其它任务占用的互斥量，等待一个空的消息队列有数据等)。那么，此时内核就会让任务A进入<strong>阻塞状态</strong>（表明任务在等待某个资源，或只是单纯的delay一段时间），不再占用cpu了。调度器会在当前就绪的任务中选择一个优先级最高的，这里会选择任务B(<strong>就绪态</strong>变为<strong>运行态</strong>)，让其运行。而任务C继续处于就<strong>绪状态</strong>。</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">任务A</th>
<th align="center">任务B</th>
<th align="center">任务C</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td align="center">优先级：3</td>
<td align="center">优先级：2</td>
<td align="center">优先级：1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">阻塞状态</td>
<td align="center"><strong>运行状态</strong></td>
<td align="center">就绪状态</td>
</tr>
</tbody></table>
</li>
<li><p>当任务A delay的时间到期时，调度器会先将任务 A 的状态由<strong>阻塞态</strong>变为为<strong>就绪态</strong>。之后，会检查当前所有处于<strong>就绪态</strong>的任务的优先级，选择其中最高的任务运行，此时任务A 被选中，其状态又从<strong>就绪态</strong>变为<strong>运行态</strong>。<br>任务B 的运行被抢占了，其状态由<strong>运行态</strong>变为<strong>就绪态</strong>。<br>任务C 仍旧保持<strong>就绪态</strong></p>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">任务A</th>
<th align="center">任务B</th>
<th align="center">任务C</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td align="center">优先级：3</td>
<td align="center">优先级：2</td>
<td align="center">优先级：1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center"><strong>运行状态</strong></td>
<td align="center">就绪状态</td>
<td align="center">就绪状态</td>
</tr>
</tbody></table>
</li>
<li><p>某个时刻，代码的执行逻辑中又调用<code>xTaskCreate</code>创建了一个任务D，并且其优先级为 4。当任务D被创建完成后，其状态为就绪态，内核检查当前所有处于就绪状态的任务的优先级，选中其中优先级最高的任务D 来运行。<br>即任务 A的运行又被新创建的更高优先级的任务D 抢占了，任务A变为<strong>就绪态</strong>。<br>任务B、C仍旧保持就绪态。</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">任务D</th>
<th align="center">任务A</th>
<th align="center">任务B</th>
<th align="center">任务C</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td align="center">优先级：4</td>
<td align="center">优先级：3</td>
<td align="center">优先级：2</td>
<td align="center">优先级：1</td>
</tr>
<tr>
<td align="center"><strong>运行状态</strong></td>
<td align="center">就绪状态</td>
<td align="center">就绪状态</td>
<td align="center">就绪状态</td>
</tr>
</tbody></table>
</li>
<li><p>又在某个时刻，代码的执行逻辑中又创建了一个任务E，并且其优先级也是4，那么此时任务列表中存在两个同为最高优先级的任务（任务D、E）。FreeRTOS的默认是会轮流调度这两个任务(<code>configUSE_TIME_SLICING 没有配置的情况下默认会设置为1</code>)。<br>如果在FreeRTOSConfig.h中明确配置<code>#define configUSE_TIME_SLICING 0</code>，那么任务E 创建后也会一直处于就绪态，不会被运行。内核会继续保持运行当前最高优先级的任务D。（即不会在D、E之间轮流调度）</p>
</li>
</ul>
<br>

<h4 id="FreeRTOS的任务状态的转换逻辑："><a href="#FreeRTOS的任务状态的转换逻辑：" class="headerlink" title="FreeRTOS的任务状态的转换逻辑："></a>FreeRTOS的任务状态的转换逻辑：</h4><p>通过前面优先级抢占的例子，基本上也解释了任务不同状态间的转换，FreeRTOS任务的状态转变概括如下图：<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/task-status.jpg"></p>
<p>大多数情况下，我们只需要考虑 运行态、就绪态 和 阻塞态。</p>
<ul>
<li><p><strong>运行态</strong>(Running)：即任务当前占有CPU，正在运行。被选中运行的任务，一定是所有处于<strong>就绪态</strong>任务中优先级最高的那个任务（如果存在多个，默认会被轮流选择）。所以，<strong>运行态</strong>一定是从<strong>就绪态</strong>转变过来的。</p>
</li>
<li><p><strong>就绪态</strong>(Ready)：任务创建成功后，即处于<strong>就绪态</strong>，即任务运行需要的所有其它资源都准备好了，就等获得CPU执行实际代码了。<br>  如果当前创建的这个任务的优先级是最高的，该任务就会立刻获得CPU（抢占当前正在运行的那个任务），从而变为<strong>运行态</strong>。而被抢占的任务则变为<strong>就绪态</strong>。</p>
</li>
<li><p><strong>阻塞态</strong>(Blocked)：FreeRTOS中有两种情况会使任务进行阻塞态。一种是主动休眠，另一种是等待某个资源可用（等待消息队列有数据，等待互斥量可用等）。</p>
<ol>
<li>当正在运行的<strong>任务A</strong>调用<code>vTaskDelay</code>函数后，任务就进入<strong>阻塞态</strong>了，在休眠的这段时间，任务没有做任何事情，这段时间如果继续占有CPU，就浪费资源了。FreeRTOS调度器会从剩下的<strong>就绪态</strong>任务中选择优先级最高的任务，并运行它。<br>当<strong>任务A</strong>的休眠时间到期时，调度器会将其变为<strong>就绪态</strong>，并检查该任务是否是当前优先级最高的。如果是优先级最高的，调度器就会让<strong>任务A</strong>再次占有CPU并运行(被抢占的任务则转变为就绪态，等待将来被调度运行)。</li>
</ol>
<br>

<ol start="2">
<li>当正在运行的<strong>任务A</strong>调用<code>xQueueReceive</code>从某个队列中获取数 据，而队列当前没有数据，如果任务设置了等待有数据的超时时间。那么任务就会进入<strong>阻塞态</strong>。在队列有数据之前，或者超时时间到期之前，任务什么也不能做，这时还继续占用CPU就浪费资源了。FreeRTOS调度器会从剩下的<strong>就绪态</strong>任务中选择优先级最高的任务，并运行它。<br>某个时刻队列有数据了，或者等待超时时间到了，那么任务就会从<strong>阻塞态</strong>转变为<strong>就绪态</strong>，调度器会检查它是否是当前所有任务中最高优先级的，如果是，调度器就会让<strong>任务A</strong>再次占有CPU并运行(被抢占的任务则变为就绪态，等待被调度运行)。</li>
</ol>
</li>
</ul>
<p>对于<strong>挂起状态</strong>(Suspended)很少会用到，学习的话可以先了解下就行。处于<strong>挂起状态</strong>的任务，不管其优先级如何，都会被排除在系统调度之外，即永远不会被调度。</p>
<p>通过FreeRTOS提供的API：<code>vTaskSuspend( TaskHandle_t xTaskToSuspend )</code>，可以让任务挂起，不再被调度。其中参数为某个任务的句柄（用来唯一标识一个任务，任务创建API：<code>xTaskCreate</code>在成功创建一个任务时，会生成对应任务的句柄）。如果为NULL，则表示将自己挂起。<br>通过FreeRTOS提供的API：<code>vTaskResume( TaskHandle_t xTaskToResume )</code>可以让某个被挂起的任务恢复成<strong>就绪状态</strong>，从而可以参与后续的调度（如果传入的任务句柄所标识的任务并不是处于<strong>挂起状态</strong>，则什么也不做。例如，如果你传入了一个处于阻塞态的任务句柄，该函数不会起作用，任务仍旧处于阻塞态）。</p>
<br>

<h4 id="FreeRTOS任务状态在内核上的实际实现"><a href="#FreeRTOS任务状态在内核上的实际实现" class="headerlink" title="FreeRTOS任务状态在内核上的实际实现"></a>FreeRTOS任务状态在内核上的实际实现</h4><p>前面所述的任务状态，都是逻辑上抽象出来的概念。在FreeRTOS内核的实际实现中，并不是通过记录任务状态来管理任务的。内核是通过实现不同类别的任务队列，来隐式表示任务状态的。</p>
<p>内核中存在多种和任务相关的队列：<strong>就绪任务队列</strong>、<strong>延迟(delayed)任务队列</strong>、<strong>挂起任务队列</strong>、<strong>等待删除任务队列</strong>。<br>还有一种是<strong>资源(如消息队列资源，信号量资源)内维护的队列</strong>。例如一个消息队列，其内部就会维护一个等待发送数据的任务队列，和等待接收数据的任务队列。当消息队列中没有数据时，如果任务A调用<code>xQueueReceive</code>从队列中获取数据，那么任务A就会被挂载到该消息队列内部维护的等待接收数据任务队列上，这样当消息队列中有数据后，就能立刻通知等待数据的任务。同理，如果消息队列已经满了，此时任务A调用<code>xQueueSend</code>往消息队列中发送数据，那么任务A就会被挂载到该消息队列内部维护的等待发送数据任务队列上，如此，当消息队列有空闲位置时，就能立刻通知等待发送数据的任务。</p>
<p><strong>运行态</strong>的任务由于只有一个（单核MCU），所以只需要一个全局指针，指向当前正在运行的任务即可，并不需要专用队列。<br><br></p>
<p>当任务被 当前运行任务指针指向，即当前在运行，则处于 <strong>运行态</strong>。</p>
<p>当任务被挂载到 就绪队列 中时，即处于<strong>就绪态</strong>，内核调度器总是从就绪队列中选择优先级最高的任务来运行。</p>
<p>当任务被挂载到 挂起队列 中时，即处于<strong>挂起态</strong>。</p>
<p>当任务被挂载到 延迟队列 或 某种资源内部维护的任务队列时， 均处于<strong>阻塞态</strong>。</p>
<p>当任务被删除时，如果是自己删除自己，即调用<strong>vTaskDelete（NULL）</strong>（参数为 <strong>NULL</strong> 就是删除自己），就会被挂载到等待删除队列。删除一个任务就是释放这个任务占用的内核资源（任务控制块，任务栈空间），调用vTaskDelete删除其它任务时，可以立刻释放删除任务所占用的资源，因为要删除的任务并没有在运行。但是删除自己就不行了，因为代码的执行本身是依赖于任务的控制块以及任务栈空间，但现在又要去释放它们。所以FreeRTOS的做法是，当任务调用<strong>vTaskDelete（NULL）</strong> 删除自己时，就会被挂到<strong>等待删除任务队列</strong>上（不会再被内核调度了），某一个时刻，系统中没有其它高优先级任务在运行或处于就绪态时，内核会运行自己在启动时创建的 idle 任务（优先级为0，最低优先级），该任务中会检查 <strong>等待删除任务队列</strong>中是否有挂载任务，有的话就释放它们所占用的资源（即对于删除自己的任务，FreeRTOS将其延后到系统不忙时，再由内核创建的Idle任务进行实际删除）。<br><br></p>
<h5 id="等待删除任务队列"><a href="#等待删除任务队列" class="headerlink" title="等待删除任务队列:"></a>等待删除任务队列:</h5><p>内核自己创建的 idle 负责检查 等待删除任务队列上是否有挂载任务，如果有就执行实际的删除（释放占用的任务控制块和栈空间）操作。<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/wait-delete.png"></p>
<h5 id="挂起任务队列"><a href="#挂起任务队列" class="headerlink" title="挂起任务队列:"></a>挂起任务队列:</h5><p>挂起队列中保存的即那些被挂起的任务，它们永远不可能被调度运行，除非任务被恢复到就绪队列中。<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/suspended-queue.jpg"></p>
<h5 id="就绪任务队列："><a href="#就绪任务队列：" class="headerlink" title="就绪任务队列："></a>就绪任务队列：</h5><p>就绪队列用来保存那些处于就绪状态的任务，并且每个优先级都会有一个队列，例如<code>FreeRTOSConfig.h</code>文件中配置了优先级个数为 3：<br><code>#define configMAX_PRIORITIES		( 3 )</code><br>则内核中会存在三个就绪任务队列。如果我们创建:<br>一个优先级为2的任务 A<br>两个优先级为1的任务 B、C<br>一个优先级为0的任务 D<br>则内核维护的三个就绪任务队列，以及当前任务指针的指向，整体状态如下图所示<code>(实际上内核会自己创建一个idle任务。如果启用了软件定时器，内核还会创建一个timer任务，这里不考虑这两个任务)</code>：<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/ready-queue.jpg"></p>
<p>通过这种方式，内核调度器每次进行任务调度时，直接从最高优先级的就绪队列中找下一个任务运行即可(默认相同优先级的任务轮流调度)。</p>
<h5 id="延迟任务队列："><a href="#延迟任务队列：" class="headerlink" title="延迟任务队列："></a>延迟任务队列：</h5><p>例如，当任务调用<code>vTaskDelay</code>函数休眠时，就会被挂在 延迟任务队列 下。<br>内核在每次时钟tick中断时，会检查延迟队列中任务的超时值，并将等待时间到期的任务从 延迟队列 中移出，并重新加入到任务优先级对应的就绪队列中。<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/delayed-queue.jpg"></p>
<p>此外，当任务请求某种资源时，例如，调用<code>xQueueReceive</code>从消息队列<strong>Q</strong>中获取消息，并且设置了等待超时时间。那么当消息队列<strong>Q</strong>中没有数据时，内核也会将任务挂在 延迟队列下。这样，当等待的超时时间到期后，内核就会将任务重新挂到就绪队列下，避免了无限期等待数据。</p>
<h5 id="资源内部维护的任务队列："><a href="#资源内部维护的任务队列：" class="headerlink" title="资源内部维护的任务队列："></a>资源内部维护的任务队列：</h5><p>如前面所述，当从消息队列<strong>Q</strong>中请求数据，但是消息队列<strong>Q</strong>为空，如果设置了等待超时。那么，任务会被 挂在到延迟任务队列中（用来检测是否超时），<strong>同时也会被挂载到消息队列Q内部维护的等待接收任务队列中</strong>（这样<strong>Q</strong>一有数据，就能通过该队列通知等待数据的任务）。</p>
<p>例如，当消息队列<strong>Q</strong>为空时，高优先级任务X 和低优先级任务Y 均请求获取数据，则它们挂载到消息队列<strong>Q</strong>的状态如下图所示（实际执行逻辑应该是任务X 在运行时请求消息队列获取数据，由于没有数据，则进入阻塞态。内核切换到任务Y运行，任务Y也请求消息队列获取数据，同样进入阻塞态）。<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/resource-internal-queue-a.png"><br>任务X和任务Y在等待接收数据队列中是按优先级排序的。这样，当消息队列有数据时，即可以最先通知优先级高的任务来提取数据。</p>
<p>同理，当消息队列<strong>Q</strong>为满时，已经不能再往队列里发送数据了。此时，如果任务Z 向消息队列请求发送数据，则会进入阻塞态，并被挂载到<strong>Q</strong>的等待发送任务队列中(这样<strong>Q</strong>已有空闲空间，就可以通知任务Z)。如下图所示：<br><img src="/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/resource-internal-queue-b.png"></p>
<p>即任务对于资源的请求，如果不能立刻获取到，并且设置了等待时间，<strong>任务会被同时挂载到 延迟队列，以及资源内部队列中</strong>。<br>挂载到延迟任务队列中，是为了让任务在等待资源可用时，可以设置等待超时。让任务可以在超时时间到期后，即使资源不可用，也会退出等待。<br>挂载到资源内部的任务队列中，是为了当资源可用时，可以立刻通知等待该资源的任务。</p>
<br>
FreeRTOS交流QQ群-663806972


    </div>

    
    
    

    <footer class="post-footer">
          

<div class="post-copyright">
<ul>
  <li class="post-copyright-author">
      <strong>本文作者： </strong>feng xun
  </li>
  <li class="post-copyright-link">
      <strong>本文链接：</strong>
      <a href="http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/" title="FreeRTOS的任务调度和管理">http://fengxun2017.github.io/2022/11/01/FreeRTOS-task-status-management/</a>
  </li>
  <li class="post-copyright-license">
    <strong>版权声明： </strong>本博客所有文章除特别声明外，均采用 <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.zh" rel="noopener" target="_blank"><i class="fab fa-fw fa-creative-commons"></i>BY-NC-SA</a> 许可协议。转载请注明出处！
  </li>
</ul>
</div>


        

          <div class="post-nav">
            <div class="post-nav-item">
                <a href="/2022/10/29/FreeRTOS-%E5%88%9B%E5%BB%BA%E4%BB%BB%E5%8A%A1/" rel="prev" title="FreeRTOS——创建任务">
                  <i class="fa fa-chevron-left"></i> FreeRTOS——创建任务
                </a>
            </div>
            <div class="post-nav-item">
                <a href="/2022/11/04/FreeRTOS-kernel-list/" rel="next" title="FreeRTOS-内核链表数据结构">
                  FreeRTOS-内核链表数据结构 <i class="fa fa-chevron-right"></i>
                </a>
            </div>
          </div>
    </footer>
  </article>
</div>






</div>
  </main>

  <footer class="footer">
    <div class="footer-inner">


<div class="copyright">
  &copy; 
  <span itemprop="copyrightYear">2025</span>
  <span class="with-love">
    <i class="fa fa-heart"></i>
  </span>
  <span class="author" itemprop="copyrightHolder">feng xun</span>
</div>
<div class="wordcount">
  <span class="post-meta-item">
    <span class="post-meta-item-icon">
      <i class="fa fa-chart-line"></i>
    </span>
      <span>站点总字数：</span>
    <span title="站点总字数">552k</span>
  </span>
  <span class="post-meta-item">
    <span class="post-meta-item-icon">
      <i class="fa fa-coffee"></i>
    </span>
      <span>站点阅读时长 &asymp;</span>
    <span title="站点阅读时长">11:30</span>
  </span>
</div>
  <div class="powered-by">由 <a href="https://hexo.io/" rel="noopener" target="_blank">Hexo</a> & <a href="https://theme-next.js.org/muse/" rel="noopener" target="_blank">NexT.Muse</a> 强力驱动
  </div>

    </div>
  </footer>

  
  <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/animejs/3.2.1/anime.min.js" integrity="sha256-XL2inqUJaslATFnHdJOi9GfQ60on8Wx1C2H8DYiN1xY=" crossorigin="anonymous"></script>
<script src="/js/comments.js"></script><script src="/js/utils.js"></script><script src="/js/motion.js"></script><script src="/js/schemes/muse.js"></script><script src="/js/next-boot.js"></script>

  





  





</body>
</html>
